資源描述:
《水解酸化池和厭氧池》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、水解酸化池和厭氧池普羅生物技術(shù)(上海)有限公司水解在化學(xué)上指的是化合物與水進(jìn)行的一類反應(yīng)的總稱。比如,酯類物質(zhì)水解生成醇和有機(jī)酸的反應(yīng)。在廢水生物處理中,水解指的是有機(jī)物(基質(zhì))進(jìn)入細(xì)胞前,在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。這一階段最為典型的特征是生物反應(yīng)的場所發(fā)生在細(xì)胞外,微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化氧化反應(yīng)(主要包括大分子物質(zhì)的斷鏈和水溶)。研究表明,自然界的許多物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等)能在好氧、缺氧或厭氧條件下順利進(jìn)行水解。酸化則是一類典型的發(fā)酵過程。這一階段的基本持征是微生物的代謝產(chǎn)物主要為各種有機(jī)酸(如乙酸、丙酸、下
2、酸等)。水解菌實(shí)際上是一種具有水解能力的發(fā)酵細(xì)菌,水解是耗能過程,發(fā)酵細(xì)菌付出能量進(jìn)行水解的目的,是為了取得能進(jìn)行發(fā)酵的水镕性基質(zhì),并通過胞內(nèi)的生化反應(yīng)取得能源,同時(shí)排除代謝產(chǎn)物(厭氧條件下主要為各種有機(jī)酸)。實(shí)際工程中希望將產(chǎn)酸過程控制在最小范圍。因?yàn)樗峄筽H值下降太多時(shí),不利于水解的進(jìn)行。從原理上講,水解(酸化)是厭氧消化過程的第一、二兩個(gè)階段但水解(酸化)工藝和厭氧消化追求的目標(biāo)不同,因此是截然不同的處理方法。水解(酸化)系統(tǒng)中的的目的主要是將原水中的非溶解態(tài)有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物,特別是工業(yè)廢水處理,主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì),
3、提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧生物處理??紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題,水解(酸化)主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。在混合厭氧消化系統(tǒng)中,水解酸化是和整個(gè)消化過程有機(jī)地結(jié)臺在一起,共處于一個(gè)反應(yīng)器中,水解、酸化的目的是為混合厭氧消化過程中的甲烷化階段提供基質(zhì)。而兩相厭氧消化中的產(chǎn)酸段(產(chǎn)酸相)是將混合厭氧消化中的產(chǎn)酸段和產(chǎn)甲烷段分開,以便形成各自的最佳環(huán)境,同時(shí),產(chǎn)酸相對所產(chǎn)生的酸的形態(tài)也有要求(主要為乙酸)。此外,廢水中如含有高濃度的硝咳鹽、亞硝酸鹽、硫酸盆、亞硫酸鹽時(shí),這些物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物不僅對甲烷苗有毒,而且影響沼氣的質(zhì)量,也在產(chǎn)酸相中予以去除。因
4、此,盡管水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段、兩相法厭氧發(fā)酵工藝中的產(chǎn)酸相和混合厭氧消化工藝中的產(chǎn)酸過程均產(chǎn)生有機(jī)酸,但由于三者的處理目的不同,各自的運(yùn)行環(huán)境和條件存在著明顯的差異,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)Eh不同在混合厭氧消化系統(tǒng)中,由于完成水解、酸化的微生物和產(chǎn)甲烷微生物共處于同一反應(yīng)器中,整個(gè)反應(yīng)器的氧化還原電位Eh的控制必須首先滿足對Eh要求嚴(yán)格的甲烷菌,一般為一300mV以下,因此。系統(tǒng)中的水解(酸化)微生物也是在這一電位值下工作的。而兩相厭氧消化系統(tǒng)中,產(chǎn)酸相的氧化還原電位一般控制在一100mV一一300mV之間。據(jù)研究,水解(酸化)
5、一好氧處理工藝中的水解(酸化)段為——典型的兼性過程,只要置Eh控制在+50mv以下,該過程即可順利進(jìn)行。(2)pH值不同在混合厭氧消化系統(tǒng)中,消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的最佳pH范圍,一般為6.8—7.2。而在兩相厭氧消化系統(tǒng)中,產(chǎn)酸相的pH值一般控制在6.o一6.5之間,pH降低時(shí),盡管產(chǎn)酸的速率增大,但形成的有機(jī)酸形態(tài)將發(fā)生變化,丙酸的相對含量增大,而丙酸對后續(xù)的甲烷相中的產(chǎn)甲烷菌會產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用。對于水解(酸化)一好氧處理系統(tǒng)來說,由于后續(xù)處理為好氧氧化,不存在丙酸的抑制問題,因此,控制的pH范圍也較寬,從而可獲得較高的水解(酸化)速率,一般p
6、H維持在5.5—6.5之間。(3)溫度不同三種工藝對溫度的控制也不同,通?;旌蠀捬跸到y(tǒng)以及兩相厭氧消化系統(tǒng)的溫度均嚴(yán)格控制,要么中溫消化(30一35oC),要么高溫消化(50一55oC)。而水解(酸化)一好氧處理工藝中的水解(酸化)段對工作溫度無特殊要求,通常在常溫下運(yùn)行,也可獲得較為滿意的水解(酸化)效果。那么影響水解(酸化)過程的主要因素有哪些?(1)基質(zhì)的種類和形態(tài)基質(zhì)的種類和形態(tài)對水解(酸化)過程的速率有著重要影響。就多糖、蛋白質(zhì)和脂肪三類物質(zhì)來說,在相同的操作條件下,水解速率依次減小。同類有機(jī)物,分子量越大,水解越困難,相應(yīng)池水解速率就越小。比如
7、,就糖類物質(zhì)來說,二聚糖比三聚糖容易水解;低聚糖比高聚糖容易水解。就分子結(jié)構(gòu)來說,直鏈比支鏈易于水解;支鏈比環(huán)狀易于水解;單環(huán)化合物比雜環(huán)或多環(huán)化合物易于水解。(2)水解液的pH值水解液的pH值主要影響水解的速率、水解(酸化)的產(chǎn)物以及污泥的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。大量研究結(jié)果表明,水解(酸化)微生物對pH值變化的適應(yīng)性較強(qiáng),水解過程可在pH值寬達(dá)3.5—10.0的范圍內(nèi)順利進(jìn)行,但最佳的pH值為5.5—6.5。pH朝酸性方向或堿性方向移動時(shí),水解速率都將減小。水解液pH值同時(shí)還影響水解產(chǎn)物的種類和含量。3)水力停留時(shí)間水力停留時(shí)間是水解反應(yīng)器運(yùn)行控制的重要參數(shù)之一。它對
8、反應(yīng)器的影響,隨著反應(yīng)器的功能不同而不